바다에 가면 몸이 둥둥 뜨는 신기한 경험을 하게 됩니다. 특히 염분 농도가 높은 사해 같은 곳에서는 누워서 책을 읽을 수 있을 정도로 몸이 잘 뜨죠. 그저 기분 탓일까요? 아닙니다! 여기에는 흥미로운 과학적 원리가 숨어 있습니다. 바로 소금과 밀도, 그리고 부력의 관계 때문입니다.
바닷물이 짤수록 부력이 커지는 이유
바닷물이 짜면 짤수록 부력이 커지는 현상은 밀도와 관련이 있습니다. 소금(염화나트륨)은 물 분자 사이사이에 들어가 자리를 차지합니다. 마치 텅 빈 교실에 학생들이 빼곡히 들어서는 것처럼, 똑같은 부피 안에 더 많은 물질(물 분자와 소금 분자)이 채워지는 것이죠. 이처럼 단위 부피당 질량이 커진 상태를 '밀도가 높다'고 합니다. 따라서 바닷물은 민물보다 밀도가 훨씬 높습니다.
아르키메데스의 원리로 이해하는 부력의 비밀
이때, 아르키메데스의 원리가 중요한 역할을 합니다. 이 원리에 따르면, 물체가 받는 부력의 크기는 물체가 밀어낸 유체의 무게와 같습니다. 즉, 밀도가 높은 바닷물은 같은 부피라도 민물보다 더 무겁습니다.
우리 몸이 바닷물을 밀어낼 때, 더 무거운 바닷물을 밀어내게 되므로 더 큰 부력을 받게 되는 것입니다. 쉽게 말해, 촘촘하게 채워진 스펀지가 덜 촘촘한 스펀지보다 우리 몸을 더 단단하게 받쳐주는 것과 같은 원리입니다. 이처럼 밀도가 높은 바닷물은 밀도가 낮은 민물보다 우리 몸을 더 강력하게 떠받쳐주죠.
아르키메데스의 원리: 물체가 받는 부력의 크기는 물체가 밀어낸 유체의 무게와 같음
염분 농도가 특별히 높은 바다들
세계 바다의 평균 염분 농도는 약 3.5% (1,000g의 해수에 약 35g의 염분)입니다. 하지만 모든 바다의 염분 농도가 같은 것은 아닙니다.
사해(死海): 바다라고 불리지만, 사실은 호수입니다. 염분 농도가 무려 30%에 달하여 일반 바다의 약 9배나 됩니다. 이 때문에 사람의 몸이 가라앉지 않고 튜브에 탄 것처럼 둥둥 뜨는 신기한 경험을 할 수 있습니다.
지중해와 홍해: 이 바다들도 증발량이 많고 다른 바다와의 순환이 제한적이어서 평균 염분 농도보다 높은 편입니다.
요약: 짠 바닷물이 몸을 더 잘 띄우는 이유
결론적으로, 바닷물에 녹아 있는 소금은 물의 밀도를 높여줍니다. 이로 인해 같은 부피라도 바닷물이 민물보다 무거워지고, 그 결과 우리 몸이 받는 부력 또한 커져서 몸이 더 잘 뜨게 되는 것입니다. 다음번 바닷가에서 물놀이를 할 때, 과학적인 원리를 생각하며 더욱 재미있게 즐겨보세요!
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